Двухатомный идеальный газ адиабатически расширяется до объема в m = 2 раза больше начального. Определить, во сколько раз изменится коэффициент теплопроводности газа.
Для двухатомного идеального газа коэффициент теплопроводности можно выразить через коэффициенты расширения и теплоемкости по формуле:
λ = 5/25/25/2R / CvCvCv
где R - универсальная газовая постоянная, а Cv - молярная теплоемкость при постоянном объеме.
Поскольку процесс адиабатический, то Q = 0, а следовательно, ΔU = W, где ΔU - изменение внутренней энергии, а W - работа, совершаемая газом при расширении.
Для адиабатического процесса справедливо:
U2 - U1 = -W
где U2 - внутренняя энергия после расширения, U1 - внутренняя энергия до расширения.
Учитывая, что внутренняя энергия идеального газа зависит только от температуры, то можно написать:
T2 = T1 * V1/V2V1 / V2V1/V2^(γ−1)/γ(γ-1)/γ(γ−1)/γ
где γ = Cp / Cv - показатель адиабаты.
Поскольку газ адиабатически расширяется до объема в 2 раза больше начального, то V2 = 2 * V1.
Таким образом, получаем:
T2 = T1 * 1/21/21/2^(γ−1)/γ(γ-1)/γ(γ−1)/γ
Следовательно, показатель адиабаты для адиабатического процесса будет изменяться по закону:
γ2 = γ−1γ-1γ−1 / ln1/21/21/2
Теперь можем найти коэффициент теплопроводности газа для нового значения γ2:
λ2 = 5/25/25/2R / Cv2Cv2Cv2
В итоге, для двухатомного идеального газа адиабатически расширяющегося до объема в 2 раза больше начального, коэффициент теплопроводности изменится в зависимости от изменения показателя адиабаты γ.
Для двухатомного идеального газа коэффициент теплопроводности можно выразить через коэффициенты расширения и теплоемкости по формуле:
λ = 5/25/25/2R / CvCvCv
где R - универсальная газовая постоянная, а Cv - молярная теплоемкость при постоянном объеме.
Поскольку процесс адиабатический, то Q = 0, а следовательно, ΔU = W, где ΔU - изменение внутренней энергии, а W - работа, совершаемая газом при расширении.
Для адиабатического процесса справедливо:
U2 - U1 = -W
где U2 - внутренняя энергия после расширения, U1 - внутренняя энергия до расширения.
Учитывая, что внутренняя энергия идеального газа зависит только от температуры, то можно написать:
T2 = T1 * V1/V2V1 / V2V1/V2^(γ−1)/γ(γ-1)/γ(γ−1)/γ
где γ = Cp / Cv - показатель адиабаты.
Поскольку газ адиабатически расширяется до объема в 2 раза больше начального, то V2 = 2 * V1.
Таким образом, получаем:
T2 = T1 * 1/21/21/2^(γ−1)/γ(γ-1)/γ(γ−1)/γ
Следовательно, показатель адиабаты для адиабатического процесса будет изменяться по закону:
γ2 = γ−1γ-1γ−1 / ln1/21/21/2
Теперь можем найти коэффициент теплопроводности газа для нового значения γ2:
λ2 = 5/25/25/2R / Cv2Cv2Cv2
В итоге, для двухатомного идеального газа адиабатически расширяющегося до объема в 2 раза больше начального, коэффициент теплопроводности изменится в зависимости от изменения показателя адиабаты γ.